富磷有機(jī)肥對油菜生長和磷素吸收分配的影響

盧紅玲，崔新衛(wèi)，魯耀雄，高鵬，陳山，彭福元

（湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境生態(tài)研究所，湖南 長沙410125）

近年來，農(nóng)業(yè)面源已成為中國乃至世界各地主要的污染源之一[1]，據(jù)2010年第一次全國污染源普查公報(bào)數(shù)據(jù)顯示，在農(nóng)業(yè)源主要污染物排放總量中，畜禽養(yǎng)殖來源的總氮（TN）和總磷（TP）排放分別占38%和57%，而種植業(yè)來源的總氮（TN）和總磷（TP）排放分別占33.8%和25.8%，可見化肥用量過高和畜禽糞污污染是當(dāng)前我國農(nóng)村環(huán)境污染的主要根源。其主要原因在于我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)長期以來存在的一些結(jié)構(gòu)問題，即種—養(yǎng)—加分離，循環(huán)利用措施缺位[2-3]。種養(yǎng)廢棄物經(jīng)發(fā)酵制成有機(jī)肥還田利用、推廣有機(jī)肥替代部分化肥，既能減少種養(yǎng)廢棄物帶來的環(huán)境污染，又能降低化肥用量，是我國現(xiàn)今加大面源污染治理力度、持續(xù)推進(jìn)化肥減量，發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)的必要措施[4-6]。

湖南是農(nóng)業(yè)大省，種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)，產(chǎn)生的種養(yǎng)廢棄物多達(dá)1.2億t[7-8]，一方面，由于種養(yǎng)脫節(jié)問題突出，有大部分廢棄物沒有得到合理有效利用，部分廢棄物僅經(jīng)簡單發(fā)酵就近利用，除施用量大、費(fèi)工外，還存在環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，雖然近年湖南化肥用量有所降低，但2017年總量仍高達(dá)827.6萬t，單位面積用量高達(dá)約1 000 kg/hm2，折純用量達(dá)296.6 kg/hm2[7]，依然比國際社會(huì)推薦的化肥用量（225 kg/hm2）高30%以上，目前我國單位耕地面積施肥量是世界平均水平的3倍，是歐美國家的2.5倍。在國家大力推廣畜禽糞污和秸稈資源化利用整縣推進(jìn)及肥藥雙減等形勢下，湖南省農(nóng)業(yè)委員會(huì)印發(fā)《湖南省到2020年農(nóng)作物化肥使用量零增長行動(dòng)實(shí)施方案》，提出要提高畜禽糞便和農(nóng)作物秸稈直接還田率，合理利用有機(jī)養(yǎng)分資源，用有機(jī)肥替代部分化肥，實(shí)現(xiàn)有機(jī)無機(jī)肥相結(jié)合。

長江中下游地區(qū)是我國油菜主產(chǎn)區(qū)之一，分布面積大，代表性強(qiáng)，冬油菜是該地區(qū)水旱輪作的典型代表性作物。2017年湖南省產(chǎn)油菜籽195.7萬t，占全國總產(chǎn)量的14.7%，目前國家正調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展長江流域油菜生產(chǎn)，迫切需要有關(guān)油菜的施肥及化肥減量研究。油菜需肥量大，屬于對磷敏感的“喜磷作物”[9-10]，與水稻、玉米的氮磷鉀養(yǎng)分需求相比，油菜需磷占比較高[11]。有研究表明，施磷能促進(jìn)油菜對磷素的吸收和累積，顯著提高油菜籽產(chǎn)量[12-13]，但由于受油菜品種、田間氣候和土壤條件的影響，不同研究得出的推薦施肥用量差別較大，變化幅度為45～135 kg/hm2[14]。大多試驗(yàn)施磷量為90 kg/hm2，研究認(rèn)為施磷增產(chǎn)幅度隨土壤有效磷含量增加而降低[14-15]。

基于湖南擁有豐富的磷礦資源和大量的種養(yǎng)廢棄物，本研究以畜禽糞便、秸稈等種養(yǎng)廢棄物與中低品位磷礦粉共堆肥，制成富磷有機(jī)肥，代替部分化學(xué)磷肥，作為油菜基肥使用。因此，本文以水稻—油菜輪作制中的油菜為研究對象，采用田間小區(qū)試驗(yàn)，利用富磷有機(jī)肥替代化學(xué)磷肥，考察不同比例的富磷有機(jī)肥替代對油菜生長、磷吸收利用的效果，以期為長江流域油菜優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)、化肥減量和有機(jī)肥替代提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

田間小區(qū)試驗(yàn)于2017年10月—2018年5月在瀏陽市普跡鎮(zhèn)書院村（28°28′51″N，113°20′35″E）進(jìn)行。研究區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，全年無霜期271 d，年均日照1656 h，年均降水量約1550 mm；地勢東高西低；有約22 km瀏陽河自東向西貫穿而過；耕作制度以雙季稻和稻—油輪作為主。試驗(yàn)地前茬為一季中稻，農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施配套，排灌條件良好。供試土壤為第四紀(jì)紅土發(fā)育的紅黃泥，土壤pH值為5.87，有機(jī)質(zhì)27.8 g/kg，全氮1.98 g/kg，全磷0.89 g/kg，堿解氮153.0 mg/kg，有效磷7.5 mg/kg，速效鉀128.0 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試肥料包括富磷有機(jī)肥、復(fù)合肥、尿素和硼肥。試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理。CK：不施肥；T1：復(fù)合肥600 kg/hm2，尿素 30 kg/hm2，硼砂 15 kg/hm2；T2（富磷有機(jī)肥替代25%化學(xué)磷肥）：富磷有機(jī)肥1125 kg/hm2，復(fù)合肥 450 kg/hm2，尿素 47.1 kg/hm2，硼砂15 kg/hm2；T3（富磷有機(jī)肥替代40%化學(xué)磷肥）：富磷有機(jī)肥1800 kg/hm2，復(fù)合肥360 kg/hm2，尿素57.5 kg/hm2，硼砂15 kg/hm2；T4（富磷有機(jī)肥替代55%化學(xué)磷肥）：富磷有機(jī)肥2475 kg/hm2，復(fù)合肥270 kg/hm2，尿素 67.7 kg/hm2，硼砂 15 kg/hm2。除不施肥處理外，其他處理的氮和鉀用量相同，磷肥因磷形態(tài)、有效性不同，各處理的總磷量有差異。T1～T4處理中的75 kg/hm2復(fù)合肥和30 kg/hm2尿素作追肥，其余化肥與富磷有機(jī)肥均作基肥，于試驗(yàn)區(qū)翻耕整地時(shí)施用。具體基肥追肥施用量和養(yǎng)分施入量見表1。每個(gè)處理3次重復(fù)，共15個(gè)小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積3 m×6 m。油菜采用育苗移栽，每小區(qū)14行，每行13株，栽培密度為10.1萬株/hm2，周邊設(shè)保護(hù)行。

本試驗(yàn)所用富磷有機(jī)肥為項(xiàng)目組自行研發(fā)的專利產(chǎn)品（在提交審核階段），主要由畜禽糞便、食用菌渣、秸稈（≤2 cm）、蘆葦渣、園林垃圾（≤2cm）等有機(jī)廢棄物與磷礦粉（≤0.15 mm）、骨粉（≤0.85 mm）等富含磷的物料按比例混合均勻，調(diào)節(jié)堆肥混合物料含水量為50%～60%、C/N比為20～30，容重0.4～0.8 g/cm3，在0.1%～1%有機(jī)物料腐熟菌劑、解磷菌劑等作用下，發(fā)酵腐熟制成。該有機(jī)肥的氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）含量分別為17.3、147.1和27.2 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量≥350 g/kg，水分含量≤25%，其中有效態(tài)磷和有機(jī)態(tài)磷的含量約占總磷的10%～20%。復(fù)合肥為硫酸鉀型復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15），氮肥為尿素，氮含量≥46%，硼肥為硼砂，硼含量≥10.8%。供試油菜品種為甘藍(lán)型細(xì)胞質(zhì)雄性不育三系雜交種灃油520。

表1 不同處理施肥情況Table 1 Amount of fertilization of different treatments

1.3 農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀考察

每個(gè)處理標(biāo)記10株油菜，分別于油菜苗期、蕾薹期和角果期，測定株高、根頸粗、葉片SPAD值，其中SPAD值采用便攜式葉綠素儀測定。另隨機(jī)選取3株樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，分別稱量根和莖葉鮮重，折算地上部、地下部生物量。然后樣品于105 ℃殺青后，70 ℃烘干至恒重，稱重。稱重后粉碎，供植株養(yǎng)分含量測定。為考察富磷有機(jī)肥對油菜生育前期的影響，于苗期每處理選取5株測定油菜的葉齡、綠葉數(shù)和最大葉的葉長、葉寬。

成熟期每個(gè)處理取標(biāo)記的10株油菜植株，測量株高、根頸粗，調(diào)查每株角果數(shù)、每角果粒數(shù)、千粒重，并分小區(qū)測產(chǎn)，計(jì)算經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。因考種時(shí)間緊張，成熟期菜籽容易脫落，未測定成熟期油菜植株鮮重，而是風(fēng)干后稱量地下部、地上部和籽粒重量，折算為地下部、地上部莖葉和籽粒生物量。

1.4 養(yǎng)分含量測定和品質(zhì)分析

油菜植株和油菜籽的含磷量采用H2SO4-H2O2消煮、鉬黃比色法測定[16]。于油菜成熟期，對各處理每個(gè)小區(qū)菌核病發(fā)病株數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算菌核病發(fā)病率。取每小區(qū)標(biāo)記10株的油菜籽風(fēng)干，采用Bruker近紅外線光譜測定儀（Martrix-1）分析油菜籽含油量、硫苷和芥酸含量[17]。

1.5 數(shù)據(jù)計(jì)算與統(tǒng)計(jì)分析

油菜經(jīng)濟(jì)系數(shù)（又稱收獲指數(shù)，HI）計(jì)算方法為：

式中：HI為經(jīng)濟(jì)系數(shù)，EY 為油菜籽經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，根據(jù)小區(qū)產(chǎn)量折算；BY為油菜地上部生物量干重，包括油菜地上莖稈、角果殼和籽粒，根據(jù)單株地上部生物量干重與種植密度求得。

菌核病發(fā)病率（IR）計(jì)算方法為：

式中：IR為菌核病發(fā)病率（%）；NS為小區(qū)菌核病發(fā)病植株數(shù)；N為小區(qū)總植株數(shù)。

油菜磷養(yǎng)分吸收量（Pi）計(jì)算方法為：

式中：Pi為油菜某生育期植株各部位（地下部、地上部、籽粒）磷吸收量（kg/hm2）；D為種植密度（株/hm2）；Wi為油菜植株各部位生物量（g/株）；PCi為油菜植株各部位養(yǎng)分含量（%）。

磷肥表觀利用率（PUE）計(jì)算方法為：

式中：PUE為磷肥表觀利用率（%）；Pai為施磷區(qū)油菜植株磷吸收總量（kg/hm2），PCKi為對照區(qū)油菜植株磷吸收總量（kg/hm2），PF為磷施入量（kg/hm2），包括無機(jī)肥和有機(jī)肥中的所有磷。

采用SAS 6.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理下油菜農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量構(gòu)成

對苗期油菜的葉片性狀調(diào)查顯示（表2），施肥整體上可促進(jìn)油菜綠葉數(shù)、最大葉葉面積的增加，但對葉齡沒有顯著影響。與化肥處理相比，施用富磷有機(jī)肥，苗期油菜葉齡、綠葉數(shù)、最大葉長和葉寬都有增加，以富磷有機(jī)肥替代比例為25%的處理增加最多，但差異不顯著。

油菜生育期農(nóng)藝性狀調(diào)查結(jié)果表明，施肥可顯著促進(jìn)油菜株高、根頸粗和地上部生物量的增加，并顯著降低根冠比（表3）。與純化肥處理相比，配施不同比例的富磷有機(jī)肥顯著促進(jìn)苗期地下部根系的生長，而油菜株高、根頸粗、地上部生物量和SPAD值隨配施比例增加呈先升高后降低的趨勢，除蕾薹期和角果期T3地下部生物量最高外，有機(jī)肥替代比例25%（T2）的油菜株高、根頸粗和地下部生物量、地上部生物量、SPAD值均為最高。隨著油菜生長發(fā)育，根冠比先增加后降低，其中施用富磷有機(jī)肥的油菜根冠比在苗期和蕾薹期均高于純化肥處理，到角果期和成熟期整體降低幅度大，甚至低于純化肥處理，成熟期差異達(dá)到顯著水平。整個(gè)生育期T2的生物量（地上部與地下部生物量之和）均為最高，成熟期生物量達(dá)13231.0 kg/hm2，比純化肥處理高14.6%，比T3和T4高15.4%和25.1%，與T1和T4差異達(dá)顯著水平。

表2 不同處理下油菜苗期葉片性狀Table 2 Leaf traits at seedling stage of rapeseed under different treatments

油菜籽產(chǎn)量構(gòu)成因素包括單株有效角果數(shù)、角果粒數(shù)和千粒重。與不施肥對照（CK）相比，施肥可顯著促進(jìn)油菜單株有效角果數(shù)、角果粒數(shù)和千粒重（表4），計(jì)產(chǎn)結(jié)果顯示，CK的單株油菜籽重量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量顯著低于其他處理，表明不施肥將顯著降低油菜產(chǎn)量。4個(gè)施肥處理中，單株有效角果數(shù)和角果粒數(shù)均以T2為最高，T3次之；千粒重以T1為最高，但與T2差異不顯著，而T3千粒重顯著低于T1和T2。單株計(jì)產(chǎn)結(jié)果表明T2的平均單株產(chǎn)量顯著高于其他處理，比T1高30.0%，比T3、T4分別高23.7%和35.7%。小區(qū)計(jì)產(chǎn)結(jié)果表明，T2的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量最高，達(dá)2801.2 kg/hm2，比T1、T3和T4分別高11.5%、18.4%和21.1%，與T4差異顯著，與T1和T3差異未達(dá)顯著水平。經(jīng)濟(jì)系數(shù)以T1和T4較高，T2、T3次之，差異未達(dá)顯著水平。分析產(chǎn)量構(gòu)成因素可知，富磷有機(jī)肥可促進(jìn)油菜角果粒數(shù)的增加，富磷有機(jī)肥替代25%化學(xué)磷肥通過同時(shí)促進(jìn)油菜單株有效角果數(shù)和角果粒數(shù)的增加而增加產(chǎn)量。

表3 不同處理下油菜農(nóng)藝性狀比較Table 3 Agronomic characters of rapeseed under different treatments

2.2 不同處理下油菜籽品質(zhì)和菌核病

不同處理下，施用化肥和不同比例的有機(jī)肥替代均對油菜籽主要品質(zhì)指標(biāo)無顯著影響（P＞0.05），含油率均在45%左右，硫苷含量在18～21 μmol/g之間（表5）。油菜菌核病是世界范圍的嚴(yán)重影響產(chǎn)量的主要病害，位居油菜三大病害之首，在長江中下游及東南沿海油菜主產(chǎn)區(qū)發(fā)生尤為突出[18]。于成熟期對油菜各處理菌核病的調(diào)查結(jié)果表明，施肥總體上會(huì)顯著增加菌核病的發(fā)病率，但是與化肥處理相比，配施富磷有機(jī)肥可在不同程度上提高油菜對菌核病的抗病能力，有機(jī)肥替代比例為55%時(shí)可達(dá)到顯著差異水平（表5）。

表5 不同處理下油菜籽的主要品質(zhì)指標(biāo)及植株菌核病發(fā)病率Table 5 The quality indexes and disease incidence of Sclerotinia of rapeseed under different treatments

2.3 不同處理下油菜磷素吸收及分配

施磷肥可顯著促進(jìn)油菜對磷養(yǎng)分的吸收，4個(gè)施肥處理的油菜植株磷吸收量為CK的1.54～2.14倍。與純化肥處理比較，隨著富磷有機(jī)肥替代比例增加，雖然施入的磷總量增加，但油菜磷吸收量反而降低。其中T2磷吸收量最高，達(dá)到45.46 kg/hm2（表6），比T1、T3和T4分別高34.2%、25.9%和46.1%，與T4差異達(dá)顯著水平；其次為T3，比T1高4.39%；最低為T4，比T1還低8.10%。磷肥表觀利用率可表征施入磷肥的當(dāng)季利用情況。以不施肥對照處理為參照，計(jì)算4個(gè)施肥處理的磷肥表觀利用率可知，純化肥處理（T1）磷肥表觀利用率最高，有機(jī)肥替代比例25%～40%，雖然油菜磷吸收量增加，但由于施入磷肥總量增加，磷肥表觀利用率逐漸降低；有機(jī)肥替代比例增至55%，磷肥表觀利用率甚至低于5%。由此可知，富磷有機(jī)肥替代化學(xué)磷肥，替代比例過高，會(huì)帶來大量磷養(yǎng)分在土壤中的蓄積。

表6 不同處理下油菜磷吸收量與磷肥表觀利用率Table 6 The P uptake and P utilization ef fi ciency of rapeseed under different treatments

分析不同生育期磷養(yǎng)分在油菜地上部和地下部的分配可知，隨著油菜生長發(fā)育進(jìn)程，地下部磷吸收量先增加后降低，從苗期到成熟期，油菜地下根系吸收的磷養(yǎng)分逐漸轉(zhuǎn)運(yùn)至地上莖葉和籽粒；而地上部磷吸收量持續(xù)增加（圖1）。整個(gè)生育期，4個(gè)施肥處理的地上部磷吸收量均高于CK，從T1～T4，磷吸收量先增加后降低，T2磷吸收量最高，T3、T4逐漸降低。成熟期T2油菜籽粒磷吸收量達(dá)30.45 kg/hm2，比其他施肥處理高23.6%～38.9%。由此可知，施用富磷有機(jī)肥替代化學(xué)磷肥，可以不同程度地促進(jìn)油菜籽粒對磷的吸收，但有機(jī)肥的替代比例不宜高于40%。

3 討論

3.1 關(guān)于富磷有機(jī)肥的替代比例

畜禽糞便、秸稈等有機(jī)廢棄物與開采利用價(jià)值較低的中低品位磷礦粉混合堆肥，在適宜的發(fā)酵菌種和堆肥高溫作用下[19]，有機(jī)廢棄物發(fā)酵產(chǎn)生的有機(jī)酸能促進(jìn)磷礦粉向有效性高的形態(tài)轉(zhuǎn)化[20-21]。制成富磷有機(jī)肥作為基肥施用，一方面能將畜禽糞便等有機(jī)廢棄物資源化利用，對于合理利用農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源具有重大意義，是減少養(yǎng)殖污染和擴(kuò)展有機(jī)肥源的雙贏措施；另一方面又能略過磷礦粉轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)磷肥的加工耗能過程而達(dá)到合理利用其中磷素的目的[22-23]，可拓寬我國磷礦資源利用途徑。本研究以油—稻輪作系統(tǒng)中的油菜為研究對象，通過考察富磷有機(jī)肥對油菜農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素、磷素吸收分配的作用，從而明確該有機(jī)肥作基肥替代化學(xué)磷肥的適宜比例。

圖1 不同處理下植株磷吸收量的器官分配Fig. 1 The P cumulated amount distribution in different parts of rapeseed under different treatments

試驗(yàn)中，不施肥處理的油菜苗期根系生物量、綠葉數(shù)、SPAD值顯著低于施肥處理，整個(gè)生育期株高、生物量、根頸粗顯著低于其他施肥處理，根冠比顯著高于其他施肥處理，成熟期角果數(shù)、角果粒數(shù)、千粒重均顯著低于其他施肥處理，導(dǎo)致最終經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量顯著低于其他施肥處理。可見當(dāng)?shù)氐耐寥罈l件下，不施肥將嚴(yán)重影響油菜產(chǎn)量，這與以往長江中下游區(qū)域油菜施肥試驗(yàn)研究結(jié)果一致[15,24]。

相較于純化肥處理，有機(jī)無機(jī)肥配施在提高土壤肥力和農(nóng)作物品質(zhì)方面得到廣泛證實(shí)[25-26]。雷建明等[27]采用雞糞有機(jī)肥和化肥配施，發(fā)現(xiàn)施用7500 kg/hm2有機(jī)肥顯著增加油菜籽產(chǎn)量，施磷肥除顯著增加油菜籽產(chǎn)量外，還顯著增加籽粒含油率和芥酸含量。陳鴿等[28]研究用50%化肥配施50%菜餅有機(jī)肥（以氮計(jì)），發(fā)現(xiàn)油菜產(chǎn)量最高，且土壤培肥效果最好。田昌等[29]以豬糞和秸稈等堆制而成的有機(jī)肥與化肥配施，發(fā)現(xiàn)10%有機(jī)氮替代化肥氮（以磷計(jì)，替代比例為18%）油菜籽粒產(chǎn)量最高，為較合適的有機(jī)肥配施比例?？梢?，目前油菜施肥研究中有機(jī)肥多用簡單發(fā)酵甚至未發(fā)酵的單一來源有機(jī)肥，有機(jī)肥用量大，與實(shí)際生產(chǎn)中施肥習(xí)慣差別大，且易帶來環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)[30]，使用經(jīng)無害化處理充分腐熟的有機(jī)肥替代化肥進(jìn)行油菜減肥試驗(yàn)的研究較少。本研究以充分腐熟的富磷有機(jī)肥替代部分化學(xué)磷肥作為油菜基肥，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)施用富磷有機(jī)肥替代25%的化學(xué)磷肥，油菜綜合農(nóng)藝性狀表現(xiàn)最佳，成熟期根冠比最低（0.13），生物產(chǎn)量（13231.0 kg/hm2）、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量（2801.2 kg/hm2）和磷吸收量（45.46 kg/hm2）均高于其他施肥處理，替代比例超過40%，生物產(chǎn)量和磷吸收量增加幅度小，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量反而低于純化肥處理，也會(huì)降低磷肥表觀利用率，并增加土壤磷素累積風(fēng)險(xiǎn)[31]。本研究結(jié)果對于合理確定化肥減量幅度及有機(jī)肥替代比例有重要參考價(jià)值。有機(jī)肥替代比例過高或單施有機(jī)肥種植油菜要獲得較高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量時(shí)投入的養(yǎng)分量必定要遠(yuǎn)高于化肥養(yǎng)分投入量，這將導(dǎo)致投入成本增加大、當(dāng)季養(yǎng)分利用率低，實(shí)際生產(chǎn)中，有機(jī)肥替代比例應(yīng)根據(jù)作物需肥特性、區(qū)域氣候條件、土壤肥力、有機(jī)肥類型和養(yǎng)分含量而定。

3.2 有機(jī)肥增產(chǎn)的主要機(jī)理

湖南稻—油輪作系統(tǒng)中，冬季油菜一般施用復(fù)合肥600～750 kg/hm2，其中30%復(fù)合肥作臘肥或以30～75 kg/hm2尿素作臘肥[32]。本試驗(yàn)以富磷有機(jī)肥替代部分復(fù)合肥，在不改變氮、鉀總用量的情況下，油菜苗期根鮮重更高，能促進(jìn)油菜苗期的根系生長，可為油菜的壯苗培育奠定良好的基礎(chǔ)，達(dá)到以肥促根、以根促長的目的。分析產(chǎn)量構(gòu)成因素發(fā)現(xiàn)，富磷有機(jī)肥替代25%～40%的化學(xué)磷肥可顯著增加經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，其主要原因在于油菜單株角果數(shù)和角果粒數(shù)的增加，這與魯劍巍等[12]和李銀水等[13]報(bào)道的增施磷肥能促進(jìn)油菜生長，增加油菜分枝數(shù)、每株角果數(shù)、每角果粒數(shù)和千粒重，從而增加產(chǎn)量研究結(jié)果比較一致。當(dāng)替代比例達(dá)到40%，與純化肥處理相比，雖然油菜角果粒數(shù)增加，但單株角果數(shù)接近，而千粒重顯著降低，導(dǎo)致產(chǎn)量有所降低，表明有機(jī)肥替代比例不宜太高，否則會(huì)影響作物產(chǎn)量。有機(jī)肥替代超過一定比例而產(chǎn)量降低的主要原因可能在于有機(jī)肥提供養(yǎng)分主要以緩效態(tài)存在，養(yǎng)分需經(jīng)過礦化或轉(zhuǎn)化后才能被油菜吸收利用，養(yǎng)分肥效慢[33]，養(yǎng)分供應(yīng)與作物需肥關(guān)鍵時(shí)期不匹配，從而影響作物養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量增加。從油菜品質(zhì)指標(biāo)的分析可見，配施富磷有機(jī)肥的處理與純化肥處理相比，油菜含油量、硫苷含量均無顯著性差異（表5），但55%替代比例的菌核病發(fā)病率顯著低于純化肥處理，表明富磷有機(jī)肥可不同程度上提高油菜對菌核病的抗病性。從磷養(yǎng)分的吸收分配看，隨著富磷有機(jī)肥的添加，油菜磷吸收量表現(xiàn)為先增后降變化趨勢，以富磷有機(jī)肥替代率25%為最佳，比純化肥處理高34.2%，籽粒磷吸收量比純化肥處理高32.7%。從磷肥表觀利用率來看，富磷有機(jī)肥替代率25%，雖然施入磷肥總量為純化肥處理磷的2.13倍，但磷肥表觀利用率與純化肥處理接近，而替代比例再增加，磷肥表觀利用率降低，投入的磷大部分累積在土壤中。總之，富磷有機(jī)肥替代25%的化學(xué)磷肥，投入的總磷量雖然高于油菜常規(guī)施磷量，但減施了25%的化學(xué)磷肥，而油菜農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量構(gòu)成、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量等表現(xiàn)均為最優(yōu)，磷養(yǎng)分吸收量最大，且磷肥表觀利用率與施用純化肥的處理接近，其綜合效果最好。再增加富磷有機(jī)肥替代比例，油菜生物量、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量、磷吸收量和磷肥表觀利用率等均降低。

袁國印等[34]報(bào)道，水旱輪作系統(tǒng)中，磷肥集中于旱季施用可減少周年磷肥施用量，提高作物對磷素的吸收。本試驗(yàn)中，1125～2475 kg/hm2富磷有機(jī)肥于油菜季施入土壤作基肥，可促進(jìn)當(dāng)季油菜增產(chǎn)及磷養(yǎng)分的吸收，但磷肥的表觀利用率不高，大部分磷養(yǎng)分留存于土壤，其對下一季農(nóng)作物的后續(xù)作用及持續(xù)施用富磷有機(jī)肥替代化肥的環(huán)境效應(yīng)有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

采用中低品位磷礦粉和有機(jī)廢棄物共同堆肥腐熟制成富磷有機(jī)肥，可替代部分化肥用作作物種植的基肥。其中，以施用1125 kg/hm2富磷有機(jī)肥替代25%的化學(xué)磷肥處理，油菜苗期根系生物量最大、葉片數(shù)和綠葉數(shù)最多，整個(gè)生育期株高最高，成熟期根冠比最低，單株有效角果數(shù)和角果粒數(shù)最多，生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量最高，達(dá)13231.0和2801.2 kg/hm2，比純化肥處理高14.6%和11.5%，油菜磷吸收量最高，菌核病發(fā)病率低，磷肥表觀利用率與純化肥處理接近。因此，本研究中，25%為適宜的富磷有機(jī)肥替代比例。針對其他作物，應(yīng)考慮作物需肥特性、當(dāng)?shù)赝寥婪柿褪┓柿?xí)慣等實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整。

富磷有機(jī)肥既含有豐富的有機(jī)質(zhì)，又含有大量的磷養(yǎng)分，施用富磷有機(jī)肥可提高土壤有機(jī)質(zhì)投入及土壤供磷能力，這為同時(shí)改善我國南方土壤有機(jī)質(zhì)不足、有效磷含量低的現(xiàn)狀提供參考。但富磷有機(jī)肥長期施用可能存在土壤磷素富集的問題，其周年安全施用量、施用后效和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)還有待進(jìn)一步研究。